专利名称：一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是建筑装饰材料领域和防护领域，发明内容是以偏高岭土基地质聚合物为主要成膜物质，可用于建筑领域的内外墙腻子层、表面装饰层或者地面装饰层、防护层的单组分水性无机涂料。
背景技术：
目前国内各地厂家生产的涂料和外国进口的涂料大多数为有机涂料，按类别大致分为水性和油性，但无论哪一种涂料均有解决不了的缺点，如无耐久性，容易脱落，极易与外部环境产生化学反应等问题。传统的建筑涂层材料，包括腻子层和面层涂料，大都依靠有机高分子树脂交联而成膜，并通过添加惰性无机粉体材料填充及改性而获得性能可靠的涂层。这种以高分子为主要成膜物质的涂层材料目前还存在诸多不足，譬如说耐水性和耐候性不好，有机挥发性成分较多，容易老化等；最突出的问题是作为腻子层，其与墙体砂浆层结合存在问题，当腻子层周围环境较潮湿时，其容易吸水而造成溶胀，当周围环境干燥时，其容易脱水而造成干缩，这样周而复始就容易造成腻子层与墙体剥离并脱落。目前出现的一种以氢氧化钙为成膜物的涂料(专利申请号2004100285869)虽然解决了耐水、无毒环保等缺点，但存在易脆，不耐污，保存期短等缺陷，而且氢氧化钙跟(X)2反应较慢，强度较低，流平性较差，同时有机物掺量还是相当高。
发明内容
本发明为克服传统建筑涂料的一些固有的缺陷，提供一种成膜性好、强度高、耐久、安全、不易脱落、无毒环保的以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料。有机成膜涂层硬度不高，毒害大，不耐水，容易老化；常用的水性无机涂料有粘着性差、易老化的缺点，因此急需开发一种粘着性好、不易老化的水性无机涂料。本发明采用无机材料作为成膜物，通过掺加其它无机粉体进行改性和增强，获得了成膜性好、强度高、 无毒环保的全无机建筑涂层材料；该材料反应硬化体的密度只有1. 6 1. 9g/cm3,与水泥砂浆层具有很强的结合力，可以直接涂于水泥砂浆层上作为腻子层或者直接作为面层材料；如果作为面层材料可直接与砂浆层结合，免除中间的腻子层，因而具有更灵活的使用空间，如果作为外墙涂层，更具有耐水、耐候的优势。由于偏高岭土与水玻璃的反应速度较快，按照水泥凝结时间测定标准来说，地质聚合物材料的终凝时间只有2 3小时；但是本发明经过长时间试验摸索，通过添加一定的保水剂，改善制备工艺，使该地质聚合物涂料成为稳定的单组分涂料，可长期储存。本发明解决上述技术问题的技术方案如下。一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料，是一种以碱聚合偏高岭土地质聚合物材料为成膜物质的单组分水性无机涂料，该涂料由固体相S和液体相L组成。固体相S组分的重量份数配比如下偏高岭土 50 79份，重质碳酸钙粉10 25份，石英粉5 20份，抗裂添加剂0 5份；上述偏高岭土为300目以上的高岭土原矿粉体或经过水洗优选后的高岭土粉体， 升温至600 900°C在空气中煅烧2小时所得；重质碳酸钙粉为100目以上粉体；石英粉为 200目以上的粉体；抗裂添加剂为80 120目的粗颗粒石粉或者是短切玻璃纤维或者是聚丙烯纤维；液体相L组分的重量份数配比如下钠或钾水玻璃50 65份，水35 50份；上述钠或钾水玻璃的模数为1. 2 2. 0。上述的一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料的制备方法，制备步骤如下1.将偏高岭土、重质碳酸钙粉、石英粉和抗裂添加剂按权利要求1所述的配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用。2.将模数为1. 2 2. 0的水玻璃和水按权利要求1所述的配比混合均勻后待用。3.将固体相S和液体相L以1 1. 0 1. 5的重量比混合，经高速搅拌，陈化、陈化时间大于M小时，高速分散后即可包装和使用。上述的一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料的应用，该涂料可直接与水泥砂浆层结合，用于建筑物及制品的内外墙腻子层、表面装饰层或者地面装饰、防护层。本发明的优点1.本发明采用无机材料作为成膜物，通过掺加其它无机粉体进行改性和增强，获得了成膜性好、强度高、无毒环保的全无机建筑涂层材料。2.本发明所用各种无机材料粉体在世界各地分布广泛，低廉易得，根据不同用途可以选用不同白度、粒度和组成得粉体材料。 3.本发明无机涂料制备工艺简单，成本也低，无毒无污染。
具体实施例方式本发明以无机质材为原料生产一种能提高耐久性、安全性、不易脱落、不易与外部环境产生化学反应的无污染且对人体无害的水性无机涂料。碱激发偏高岭土胶凝材料(也称作地质聚合物材料)是以偏高岭土为主要原料， 采用适当的工艺处理，通过化学反应得到的具有与水泥和陶瓷相似性能的一种新材料。该材料具有比高分子材料高得多的硬度、热稳定性和抗氧化能力，但韧性不及有机聚合物；与陶瓷材料相比，强度虽低，但它可低温固化；地聚合物材料的结构是以环状链构成的连续三维网络构架，有“类晶态”和玻璃态两种结构，不存在完全的晶体和晶界，材料的各项性能来自于[-Si-O-Al-O-]η骨架；与水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度较高，反应后具有氧化物三维网络结构，在高温下亦能保持网络结构完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的强度、硬度、韧性、耐水性、高温稳定性和抗冻性。正是因为该材料具有高强、高稳定性和耐久性及常温下反应固化的特点，可以将其用作为涂层材料的成膜物质，但需要解决的关键问题是涂层的硬化反应时间及硬化后产生的裂纹。经过多次摸索实验，本发明通过搀杂重质碳酸钙粉和石英粉使其获得较高的致密度和硬度，增加了涂层韧性和遮盖力；同时这两种惰性粉体掺入降低了偏高岭土和水玻璃的反应速度，调节了涂层的硬化时间，使之能与水玻璃混合后能有充足的时间满足施工要求；掺入的抗裂添加剂主要用于提高涂层的抗裂性能，消除反应固化后产生的裂纹；这几种粉体的加入，不仅调整了偏高岭土地质聚合物的成膜特性，同时也降低了生产成本。下面结合实施例对本发明作进一步描述。下面是本发明根据不同用途的具体实施实例。实施例1本配比材料可用作建筑腻子层；原料配比固体相S组分的重量份数配比如下偏高岭土 70份重质碳酸钙粉20份石粉10份液体相L组分的重量份数配比如下钾水玻璃(模数为1. 5) 60份水40份具体的制备步骤如下(1)将偏高岭土、重质碳酸钙粉和石粉添加剂按上配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；(2)将模数为1. 5的钾水玻璃和水按上配比混合均勻后待用；C3)使用前将固体相S和液体相LWl 1.5重量比混合，经高速搅拌、陈化对小时后再经高速分散后即可包装和使用。实施例2本配比材料可用作建筑装饰面外层；原料配比固体相S组分的重量份数(按100份计)配比如下偏高岭土(白度大于90%、1000目以上)75份重质碳酸钙粉(白度大于90%、300目以上)15份石英粉9· 9份短切聚丙烯纤维0. 1份液体相L组分的重量份数(按100份计)配比如下钠水玻璃(模数为2. 0) 65份水；35份具体的制备工艺如下(1)将偏高岭土、重质碳酸钙粉、石英粉和聚丙烯纤维按上配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；(2)将模数为2. 0的钠水玻璃和水按上配比混合均勻后待用；(3)使用前将固体相S和液体相L以1 1.2重量比混合，经高速搅拌、陈化M小时后再经高速分散后即可包装和使用。实施例3本配比材料可用作建筑腻子层；
原料配比固体相S组分的重量份数配比如下偏高岭土(白度大于90%、1000目以上)50份重质碳酸钙粉(白度大于90%、300目以上)25份石英粉20份石粉5份液体相L组分的重量份数配比如下钠水玻璃(模数为1. 2) 50份水50 份具体的制备工艺如下(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和石粉按上配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；(2)将模数为1. 2的钠水玻璃和水按上配比混合均勻后待用；C3)使用前将固体相S和液体相LWl 1.0重量比混合，经高速搅拌、陈化对小时后再经高速分散后即可包装和使用。。实施例4本配比材料可用作混凝土地面装饰防护层；原料配比固体相S组分的重量份数配比如下偏高岭土 79份重质碳酸钙粉10份石英粉5份短切玻璃纤维1份液体相L组分的重量份数配比如下钠水玻璃(模数为1. 5) 60份水40 份具体的制备工艺如下(1)将偏高岭土、重质碳酸钙粉、石英粉和短切纤维按上配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；(2)将模数为1. 5的水玻璃和水按上配比混合均勻后待用；(3)使用前将固相S和液体LWl 1.2比例混合，经高速搅拌、陈化对小时后再经高速分散后即可包装和使用。
权利要求
1.一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料，是一种以碱聚合偏高岭土地质聚合物材料为成膜物质的单组分水性无机涂料，其特征在于，该涂料由固体相S和液体相L组成，固体相S组分的重量份数配比如下偏高岭土 50 79份，重质碳酸钙粉10 25份， 石英粉5 20份，抗裂添加剂0 5份；上述偏高岭土为300目以上的高岭土原矿粉体或经过水洗优选后的高岭土粉体，升温至600 900°C在空气中煅烧2小时所得；重质碳酸钙粉为100目以上粉体；石英粉为200 目以上的粉体；抗裂添加剂为80 120目的粗颗粒石粉或者是短切玻璃纤维或者是聚丙烯纤维；液体相L组分的重量份数配比如下钠或钾水玻璃50 65份，水35 50份；上述钠或钾水玻璃的模数为1. 2 2. 0。
2.如权利要求1所述的一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料的制备方法，， 其特征在于，制备步骤如下1)将偏高岭土、重质碳酸钙粉、石英粉和抗裂添加剂按权利要求1所述的配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；2)将模数为1.2 2. 0的水玻璃和水按权利要求1所述的配比混合均勻后待用3)将固体相S和液体相L以1 1.0 1.5的重量比混合，经高速搅拌，陈化、陈化时间大于M小时，高速分散后即可包装和使用。
全文摘要
本发明公开的是一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料，是一种以碱聚合偏高岭土地质聚合物材料为成膜物质的单组分水性无机涂料，其特征在于，该涂料由固体相S和液体相L组成，固体相S为偏高岭土，重质碳酸钙粉，石英粉，抗裂添加剂；液体相L为钠或钾水玻璃和水。固体相S和液体相L以1∶1.0～1.5的重量比混合而成。本发明消除了有机高分子成膜带来的诸多缺陷。具有高强、高硬、耐水、耐高温、抗老化、低成本、无毒环保，特别是与水泥砂浆层具有良好的结合力等特点。可直接在建筑物或制品表面上施工，起到装饰和防护性能。
文档编号C04B28/26GK102276229SQ20111012746
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者刘泗东, 刘海峰, 崔学民, 李新风, 陈金玉, 隆忠良 申请人:广西大学